JP2010075870A - 理化学試験用恒温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、恒温水槽，恒温空気槽，恒温モイストチャンバー槽およびブロック恒温槽のすべてを１台にて兼用することができ、しかも立ち上がりの迅速な理化学試験用恒温装置を新規に提供しようとするものである。
【解決手段】 本発明は槽内の内底面と前後および左右側面の内面を底面下の加熱／冷却装置により加熱／冷却する加熱／冷却面にて形成して、槽内に加熱／冷却手段を設けないことで、恒温水槽，恒温空気槽，恒温モイストチャンバー槽のほか、挿し立て孔付のブロックを収容するブロック恒温槽のすべてを１台にて共用可能とする万能恒温槽を構成するようにしたことを特徴とする理化学試験用恒温装置にある。
【選択図】 図１

Description

本発明は理化学試験用恒温装置に関するものである。

従来、理化学試験においては、例えば大腸菌のヒートショック試験、短時間の酵素反応試験、凍った試料や試薬の融解、培地・バッファーの保温、各種の酵素反応、ｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーション試験、核酸・タンパク質の熱変性試験、制限酵素などの酵素反応試験、等温遺伝子増幅試験、ｃＤＮＡ合成試験、ｍＲＮＡ合成試験用として恒温水槽，恒温空気槽，恒温モイストチャンバー槽（水蒸気による空気層），ブロック恒温槽を各別に設備してきている。
本願出願人は特開平１１−１００１１号公報にて１台にて恒温水槽と恒温空気槽および恒温モイストチャンバー槽を兼用する恒温装置を提案した。またブロック恒温槽としては特開平８−２７２４５７号公報の従来例がある。
特開平１１−１００１１号公報 特開平８−２７２４５７号公報

しかしながら、前者公報の恒温装置は、槽内の一側に整流制御ヒータ、水，空両用の空焚き可能なヒータ、空気攪拌用のファン、水攪拌用プロペラ等の機器を装備するために槽内が狭くなってチューブ等の挿し立て孔付のブロックを収容することができないために、ブロック恒温槽として兼用することはできないという課題があった。
また従来のブロック恒温槽は後者の公報に記載されているように、底面からの一方向の加熱／冷却のみによるため、ブロックが設定温度に到達するまでに長い時間を要し、また底面に近い側と遠い側との温度分布にバラツキが大きく生ずるという課題があった。また冷却時に槽内に生ずる結露水の排出に難儀するという課題があった。

本発明は、槽内の内底面と前後および左右側面の内面を底面下の加熱／冷却装置により加熱／冷却する加熱／冷却面にて形成して、槽内に加熱／冷却手段を設けないことで、恒温水槽，恒温空気槽，恒温モイストチャンバー槽のほか、挿し立て孔付のブロックを収容するブロック恒温槽のすべてを１台にて共用可能とする万能恒温槽を構成して、かかる課題を解決するようにしたのである。

本発明は、槽内に加熱／冷却手段を一切設けないことにより、１台の恒温装置によって恒温水槽，恒温空気槽，恒温モイストチャンバー槽のほか、ブロック恒温槽としても活用することができ、試験に応じて数台の恒温装置を備えなければならなかった従来の設備コストの高価となる点の課題を１台の設置にて解決するという効果を生じ、さらに１台の設置にて試験現場のスペースを有効利用することができるという効果を生ずる。

槽の底面下に設ける加熱／冷却装置がつくる温度の伝導にて底面と前後および左右側面の内面を加熱／冷却するようにしたので、従来のブロック恒温槽に見られた一方向からの熱伝導に較べて槽内の設定温度到達時間を著しく短縮することができるという効果を生ずる。ドレン路を設けるにより冷却使用時に生ずる結露水を容易に排出することができるという効果を生ずる。

底面および前後左右側面の内面は熱伝導の良好なアルミニウムの延板にて形成することで加熱／冷却を促進するという効果を生ずる。

本発明は、槽内の底面と前後および左右側面の内面を底面下の加熱／冷却装置により加熱／冷却する加熱／冷却面にて形成して、槽内に加熱／冷却手段を設けないことで、恒温水槽，恒温空気槽，恒温モイストチャンバー槽のほか、挿し立て孔付のブロックを収容するブロック恒温槽のすべてを１台にて共用可能とする万能恒温槽を構成し、ブロック恒温槽として使用するときはブロックの側面を槽の加熱／冷却面に密接させるようにしたのである。

図１はブロック恒温槽１として使用する状態を示すもので、無蓋角箱形をした槽２の下部にペルチェ素子を利用した加熱／冷却機構３を設け、槽２の内面は底面２ａのほか、前後面２ｂ，２ｃ、左右側面２ｄ，２ｅのすべての内面を熱伝導の良好なアルミニウム製の延板にてなる加熱／冷却面２ｆにて形成している。３ａは排熱用のファンである。

試料チューブＳを挿し立てする挿し立て孔４ａを並設してなるアルミニウム製のブロック４は、槽２の２分の１以下の高さで、ブロック４の底面４ｂおよび全側面４ｃが槽２の底面を含む加熱／冷却面２ｆに密接する大きさにて形成されている。なおブロック４は槽２内に横並びにて収まる大きさの２個または４個にて形成することもあり、この場合、横並べする各ブロック４の隣接する側面同士が密接して相互に熱伝導するようにする。

試験をはじめるに際して加熱／冷却機構３を作動すると、機構３のつくりだす熱は槽２の底面２ａと前後側面２ｂ乃至２ｅの熱伝導の良好な加熱／冷却面２ｆからブロック４の底面４ｂおよび全部の側面４ｃを加熱／冷却することにより、ブロック４は急速に全域が設定温度に到達することとなるので、各挿し立て孔４ａに試料入りチューブＳを挿し立て、チューブＳ内の試料液を設定の恒温状態にて持続して試験を進めることができることとなる。底面のみならず全側面からの良好な熱伝導によって従来の２分１程度の短時間にて設定温度に達するために待ち時間を少なくして迅速に試験を開始することができることとなる。

図２は冷却使用時に槽内に生ずる結露水の排水を示すもので、後記する恒温水槽用に設ける吸排攪拌用のパイプ７ａ，７ｂの経路中に外部排水用のドレン路７ｃを接続し、槽２内の底面２ａおよび側面２ｂ〜２ｅに結露する水をパイプ７ａ，７ｂからドレン路７ｃを介して容易に槽外に排出することができるようにしたのである。７ｄは開閉用コックである。なお、ドレン路７ｃは吸排攪拌用のパイプとは別経路にて槽２の底面２ａまたは側面２ｂ〜２ｅの下端に設けることもある。

図３は第２実施例で、ブロック４の上面に、ブロック高さより上の加熱／冷却面２ｆに接面するアルミニウム製の凹陥形の蓋５を緊密に被せ嵌めるようにしたのである。槽２の上半に伝導する熱を有効利用してブロック４を上面からも加熱／冷却することによって設定温度に到達する時間をさらに短縮することができるようになる。さらに挿し立て孔４ａの上面からの放熱を防止することによってチューブＳ内の試料液をより精密な恒温状態にて維持することができるものとなる。

図４は恒温水槽６としての使用例であって、ブロック恒温槽１として使用した角箱形の槽６内に所定量の水Ｗを入れ、底面２ａに開口するパイプ７ａ，７ｂに吸排攪拌ポンプ７を接続して使用可能とする。前記したドレン路７ｃの開閉用コック７ｄは閉じておく。その他の構成と作用は前例と同じである。

図５は恒温空気槽８としての使用例であって、攪拌ファン９ａを設けた蓋９を被せることにより槽８内のエアーを対流させて使用可能となる。その他の構成と作用は実施例１，２と同じである。

図６はモイストチャンバー槽１０の使用例で、槽１０の内面上に少しの水Ｗを張り水蒸気を発生させて使用可能とする。その他の構成と作用は実施例１，２，３と同じである。

以下に上記の各恒温槽の長所と短所および適正のある試験例を示す。
・ブロック恒温槽
長所・ ・ ・恒温や低温が手軽にでき、同温であるならば恒温水槽より省エネとなる。
短所・ ・ ・容器形状に制限がある。水より熱伝導が悪い。
よって核酸・タンパク質の熱変性試験、制限酵素などの酵素反応試験、等温遺伝子増幅試験、ｃＤＮＡ合成試験、ｍＲＮＡ合成試験など、高温や低温が必要で、主にマイクロチューブを使用し、反応時間が比較的にやや長め（〜数時間）の実験に向いている。
・恒温水槽
長所・ ・ ・熱伝導が早くて均一、容器形状がある程度自由（大きな容器は水かさの問題で向いていない）
短所・ ・ ・水の補充が必要。高温や低温が得にくい（沸騰や凍結などの問題）
よって大腸菌のヒートショック試験、短時間の酵素反応試験、凍った試料・試薬の融解、培地・バッファーの保温など、素早い熱伝導が必要で、また容器の形状も様々で、反応時間が比較的短い（〜数十分）実験に向いている。

・恒温空気槽
長所・ ・ ・容器形状の制限なし。高温や低温も比較的得やすい。振とうにも最適。
短所・ ・ ・熱伝導は恒温水槽，ブロック恒温槽に較べて悪い。装置サイズが大きくなりがちである。
よって長時間の制限酵素などの各種の酵素反応など、反応時間が長め（〜一晩）の実験に向いている。特に振とうを必要とする試験に向いている。

・恒温モイストチャンバー槽
長所・ ・ ・湿度維持の必要な実験に適合する。
短所・ ・ ・水の補充が必要。一定の高温実験にしか適さない。
よってｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーション試験、すなわちスライドグラス上に固定した極薄の組織切片に試薬を垂らしてカバーグラスを被せ、適度の湿度により恒温状態を維持しつつ乾燥を防止する実験などに向いている。

本発明は 条件の異なる各種の試験・実験用としてあらゆる理化学試験の現場にて広く利用することができるものである。

ブロック恒温槽として使用する例を示す正面図 同、結露水排水用のドレン路を示す側面図 凹陥形をした蓋をブロックの上面に被せた第２実施例を示す正面図 恒温水槽として使用する例を示す側面図 恒温空気層として使用する例を示す正面図 恒温モイストチャンバー槽として使用する例を示す正面図

符号の説明

１はブロック恒温槽
２は無蓋角箱形をした槽
２ａは底面
２ｂ乃至２ｅは前後左右の側面
２ｆは加熱／冷却面
３は加熱／冷却機構
３ａは排熱用のファン
４はブロック
４ａは挿し立て孔
４ｂは底面
４ｃは側面
５は凹陥形の蓋
６は恒温水槽
７は吸排攪拌ポンプ
７ａ，７ｂは吸排用のパイプ
７ｃはドレン路
７ｄは開閉用コック
８は恒温空気槽
９は蓋
９ａは攪拌ファン
１０は恒温モイストチャンバー槽
Ｓは試料入りチューブ
Ｗは水

Claims (7)

1. 槽内の内底面と前後および左右側面の内面を底面下の加熱／冷却装置により加熱／冷却する加熱／冷却面にて形成して、槽内に加熱／冷却手段を設けないことで、恒温水槽，恒温空気槽，恒温モイストチャンバー槽のほか、挿し立て孔付のブロックを収容するブロック恒温槽のすべてを１台にて共用可能とする万能恒温槽を構成するようにしたことを特徴とする理化学試験用恒温装置。
2. 底面とおよび前後，左右側面の内面は熱伝導の良好なアルミニウムの延板にて形成する請求項１に記載の理化学試験用恒温装置。
3. ブロック恒温槽として使用するときは収容するブロックの底面および側面を槽の加熱／冷却面に接面させる請求項１または２に記載の理化学試験用恒温装置。
4. 収容するブロックは槽の２分の１以下の高さとし、該ブロックの上面に接面する凹陥形の加熱／冷却蓋を被せる請求項３に記載の理化学試験用恒温装置。
5. 冷却使用時に槽内に発生する結露水を排水するドレン路を設けた請求項１乃至４のいずれかに記載の理化学試験用恒温装置。
6. 恒温水槽として使用するときは槽内水を吸排対流させる吸排攪拌ポンプを底面下に設ける請求項１または２に記載の理化学試験用恒温装置。
7. 恒温空気層またはモイストチャンバー層として使用するときは槽内の空気または蒸気を攪拌する攪拌ファンを蓋の内側に設ける請求項１または２に記載の理化学試験用恒温装置。

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